锻造工艺和模具设计：一位工程师倾心总结，一文带你搞懂锻造技术

锻造工艺和模具设计：一位工程师倾心总结，一文带你搞懂锻造技术

锻造工艺是一种重要的金属加工技术，通过外力作用使金属坯料产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸和性能的锻件。本文将详细介绍锻造工艺的技术原理、分类、设计要点以及主要生产工序，帮助读者全面了解这一传统而又重要的制造工艺。

锻造工艺技术介绍

锻压——借助外力的作用，使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的锻压件。锻压属于体积成型。

锻造生产的重要性

机床制造工业：主轴、传动轴、齿轮和切削刀具等都是由锻件制成的。

电力工业：水轮机主轴、透平叶轮、轮子、护环等均由锻件制成。

交通运输工业：机床上的锻压件重量占60％；汽车上的锻压件的重量占80％；轮船上的发动机曲轴和推力轴由锻制而成。

农业：拖拉机、收割机的主要零件也都是锻制成的，如拖拉机上就有560多种锻件。

日常生活用品：锤子、斧头、小刀、钢丝钳等亦均是锻制而成。

锻造分类

按加工方式分：自由锻、模锻、胎模锻 、特种锻造。除自由锻造外，其它两种均用到模具。

按变形温度分：热锻——温锻——冷锻。

根据工作时所受作用力的来源分 ：手工锻造、机器锻造。

自由锻（胎模锻）：工艺灵活、工具简单、锻件精度差、生产效率低、操作水平要求高；适于单件小批量生产。利用冲击力或压力使加热好的金属在上、下抵铁之间产生变形。工艺特点：坯料变形时，除与上、下抵铁或其它辅助工具接触部分表面外，都是自由表面，变形不受限制。

模锻：工艺定型、生产效率高、工具复杂、锻件精度高，专用设备多。适于批量生产

特种锻造：专用设备、生产效率高，只能生产某一类型的产品；适于大批量生产。如热挤压，辊锻，精密锻造。

锻模设计简介

在自由锻备上采用活动模具成型锻件的方法称为胎模锻。锻件尺寸精度高于自由锻；设备比模锻简单。但人力操作胎模劳动强度大。适应于小型锻件小、中批量生产。

锻造加工特点

优点：

1、能改善金属的组织，提高金属的机械性能；

2、提高材料的利用率和经济效益（节省材料和切削加工工时);

3、具有较高的劳动生产率

缺点：

1、不能获得形状复杂的锻件；

2、初次投资费用高（设备、模具、厂房）；

3、生产现场劳动条件差。

锻造工艺的主要生产工序

（1）下料：将原材料切割成所需尺寸的坯料。

（2）加热：提高金属的塑性，降低变形抗力，便于模锻成形。

（3）模锻：得到所需锻件的形状和尺寸。

（4）切边或冲孔：切去飞边或冲掉连皮。

（5）热校正或热精压：使锻件形状和尺寸更准确。

（6）在砂轮上磨毛刺：切边所剩下的毛刺。

（7）热处理：保证合适的硬度和力学性能，常用正火和调质。

（8）清除氧化皮：常用喷砂、喷丸、滚筒抛光、酸洗等方法。

（9）冷校正和冷精压：进一步提高锻件精度，降低表面粗糙度

（10）检查锻件。

锻造用坯料一般为棒、板、管状的黑色金属、有色金属和贵金属。下料：把型材切割成所需的长度。是自由锻和模锻的第一道工序。不同的下料方式，直接影响着锻件的精度、材料的消耗、模具与设备的安全以及后续工序过程的稳定。

传统的下料方法的下料品质均不太理想，断口不齐，坯料的长度与品质重复精度低。

离子束切割、电火花线切割等新型下料方法，能锯切很硬的材料，剪切品质很好，但成本高，不宜用于大批量生产。

金属带锯下料既能得到高的下料精度，又能适应大批量生产。